机械设计课后习题第章作业.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第 5 章作业5-l眼镜用小螺钉Ml x 0 25 与其他尺寸螺钉例如 M8 x 1 25相比，为什么更易发生自动松脱现象 纹中径 =螺纹大径 -O 65 x 螺距 .tantt可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答：由于螺纹升角：d 2 d0.65t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结而眼镜用小螺钉的螺纹升角比其他尺寸螺钉大，自锁性差，所以更易发生自动松脱现象。5-2 当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内、之外或相切时，轴颈将作种运动.当作用在转动副中轴

2、颈上的外力为一力偶矩时，也会发生自锁吗.答：当作用在转动副中轴颈上的外力为一单力，并分别作用在其摩擦圆之内发生自锁，轴不能运动。 作用在其摩擦圆之外或相切时，轴颈将转动。 当作用在转动副中轴颈上的外力为一 力偶矩时，不会发生自锁。5-3 自锁机械根本不能运动，对吗.试举 2,-3 个利用自锁的实例。答：不对，由于自锁机械对应于肯定的外力条件和方向才自锁。5-4 通过对串联机组及并联机组的效率运算，对设计机械传动系统有何重要启示.答：应尽可能的提高串联机组中任意机构，削减的效率串联机组中机构的数目。在并联机组部分着重提高传递功率大的传动路线的效率。5-5 图示曲柄滑块机构中，曲柄 1 在驱动力矩

3、M 1 作用下等速转动。 设已知各转动副的轴颈 半径 r=10mm ，当量摩擦系数f v =0.1，移动副中的滑块摩擦系数f=0.15 ，l AB =100 mm ，lBC =350mm。各构件的质量和转动惯量略而不计。当M 1=20 N.m 时，试求机构在图示位置所能克服的有效阻力F3 及机械效率。解：（ 1）依据已知条件fvr=0.1 10=1mm =arctanf=8.53o运算可得图示位置=45.67o, =14.33o（ 2）考虑摩擦时，运动副中反力如图（a）所示（ 3）构件 1 的平稳条件为：FR21l AB sin+2 =M 1FR21=FR23=M 1/l AB sin +2

4、构件 3 的平稳条件为：FR23+FR43 +f 3=0FR23F3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作力的多边形图（b）有：sin90sin90可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FFR23 cos3M 1 cos93.64%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）cosl AB sin2 cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结F3l ABcossincos270.38 N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 5）机械效率：F30l AB sin2cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5-6 图示为一带式

5、运输机, 由电动机1 经平带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。设已知运输带8 所需的曳引力F=5 500 N ，运输速度v=1.2 m/s 。平带传动 包括轴承 的效率1=0.95 ，每对齿轮 包括其轴承 的效率 2=0.97 ，运输带8 的机械效率 3=0.92 包括其支承和联轴器 。试求该系统的总效率及电动机所需的功率。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - -

6、 - - - - -解：该系统的总效率为：=1.22. 3=0.95 0.972 0.92=0.822电机所需功率：N=Pv/ =5500 1.2 10-3 /0.822=8.029kW5-7 如下列图，电动机通过 v 带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机 A 及 B。设每对齿轮的效率可 1=0.97 包括轴承的效率在内 ，带传动的效率 3=0.92，工作机 A 、B 的功率分别为 PA=5 kW 、 PB=1kW ，效率分别为 A=0.8 、 B=0.5 ，试求电动机所需的功率。11解： :输入功率PA =PA/ A 2 2=7.22kW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PB=

7、PB/ B2 2=2.31kW可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电机所需功率P 电 =PA+PB=9.53kW5-8 图a示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1 及 1预先夹妥，以便焊接。图中2 为夹详细， 3 为楔块。试确定其自锁条件即当夹紧后，楔块3 不会自动松脱出来的条件。解一：依据反行程时 0的条件确定反行程时（楔块 3 退出）取楔块 3 为脱离体， 其受工件 1, 1和夹具 2 作用的总反力 FR13 和以及支持力 P。各力方向如图 ab 所示， 依据楔块 3 的平稳条件， 作矢量三角形如图 （ c）. 由正弦定理可得 FR23=Pcos /sin -

8、2 , =0,FR230=P/sin 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于是此机构反行程的效率为FR230 FR 23sin2cossin可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结令 0,可得自锁条件为2解二：依据反行程生产阻力小于或等于零的条件来确定依据楔块 3 的力多边形图c由正弦定理可得P=FR23sin -2 /cos如滑块不自动松脱，就应使P0，即得自锁条件为2解三：依据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后P 力就被撤消，故楔块3 受力如图（b）楔块 3 就犹如受到FR23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要作用在可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

9、名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -摩擦角内，楔块3 即发生自锁。即-因此可得自锁条件为2图 b 为一颚式破裂机， 在破裂矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问角应满意什么条件.经分析可得出什么结论.解：设矿石的重量为Q，矿石与鄂板间的摩擦系数为f，就摩擦角为：=arctanfb矿石有向上挤出趋势时，其受力如图（b）所示，由力平稳条件知： 2F Rsin /2- -Q=0FR=Q/2

10、FRsin /2- =FR0/FR=sin /2- /sin /2当 0时，即 /2- 0矿石将不被挤出，即自锁条件为25-9 图示为一超越离合器，当星轮1 沿顺时针方向转动时，滚柱2 将被楔紧在楔形间隙中， 从而带动外圈3 也沿顺时针方向转动。设已知摩擦系数f=0.08 ，R=50 mm ，h=40 mm 。为保证机构能正常工作，试确定滚柱直径d 的合适范畴。提示：在解此题时，要用到上题的结论。答： 9.424 mmd10 mlrl 。解：解如下列图， 过滚柱 2 与外圈 3 的接触线的公切面将形成夹角的楔形面。由题的结论知。凡具有楔形面或楔形块的机构其楔紧不松脱条件为: 2g，。此时 =a

11、rcosh+d/2/R 一+d/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - - =arctanf=arctan0.08=4o 3426由此可得d 2Rcos2一 h/1+cos2 =9.42 mm为了保证机构能正常工作，滚柱的最大直径不得超过R-h，即 d R-h=10 mm ，故滚柱直径的取值范畴为9.42 10mm。5-10 对于图4 3 所示斜面

12、机构以及图45 所示的螺旋机构，当其反行程自锁时，其正行程的效率肯定为1 2，试问这是不是一个普遍规律.试分析图示斜面机构当其处于临界自锁时的情形，由此可得出什么重要的结论 设 f=0.2.解：（ 1）不是普遍规律。（ 2）图 c 反行程的自锁条件：在反行程依据滑块的力平稳条件，作力的多边形图，由此得：G=Fcos - + /sin - G0=Fcos- /sin =G0/G=cos - sin - /sin cos- + 令 0，得 =arctanf=11.3o 时滑块自锁。= =11.31o 时，滑块临界自锁。 正行程的效率： 因滑块的正行程的效率与反行程的运动方向相反，摩擦力要反向， 固

13、由式中反号，即可得正行程时驱动力F 与生产阻力G 的关系为F=Gsin + /cos- - F0=Gsin /cos -就正行程的效率=F0 F=sin cos - - cos - sin +滑块反行程临界自锁时其正行程的效率可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -sin11.31cos4511.3111.31 0.5667sin11.3111.3

14、1 cos4511.31 结沦：由式可知，加大提高所以自锁机构的效率12 未必成立，它随驱动力的方向在变化，合理的支配工作行程驱动力的方向，可提高机械效率。5-11 在图 5 9 所示的偏心夹具中，设已知夹具中心高H=100 mm ，偏心盘外径D=120 mm ，偏心距e=15mm，轴颈摩擦圆半径=5mm ，摩擦系数f=0.15 。求所能夹持的工件的最大、最小厚度hmax 和 hmin 。 答： hmin=25 mm ， hmax =36 49 mm。解：要偏心夹具发行程自锁。总反力FR23 应穿过摩擦圆，即应满意条件 s s1 1由直角三角形ABC 及 OAE 有:sl=AC=Dsin /2

15、2s=OE=esin - 3由式（ 2）（ 3）得：0esin- Dsin /2 4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结将4式代入 1式得： 0sin =arctanf=8.53o- 0.92675可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 76.4564ocos =H-h-D/2/e=40-h/156将5式代入 6式得： 25mmh36.49mm即： hmin=25mm, h max =36.49mm5-12 图示为一提升装置，6 为被提升的重物，设各接触面间的摩擦系数为f 不计铰链中的摩擦 ，为了能牢靠提起重物，试确定连杆23、4杆长的取值范畴。可编辑资料 - - - 欢

16、迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -解：在使用该装置时，先将构件1， 5 并拢插入被提升重物的孔中，然后再按下5 并稍加压紧，只要构件5 不自动松脱，便能牢靠的提起该重物。取整个装置作为讨论对象分析受力，如下图所示，依据平稳条件N 1= N 2=N, F fl =Ff2 =Ff ， P=2Ff, 要构件 5 不自松脱，就 :MA =0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

17、名师归纳总结Nlb22有:bl1Fff 2 bbfNb可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5-13 图示为直流伺服电机的特性曲线，图中 M 为输出转矩， P1 为输入功率， P2 为输出功率， I a 为电枢电流，n 为转速，为效率。由于印刷错误，误将也印为n 了，试判定哪一条曲线才是真正的效率曲线，并说明理由。解：输出功率P2=0 时, =0下面一条曲线作为符合，且输入功率P10时电枢电流Ia0，转速 n 0，上面一条曲线作为n 符合。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载